Question

（2012?淄博一模）硫及其化合物在国民生产中占有重要的地位．
（1）为实现废旧印刷线路板综合利用，可用H₂O₂和稀H₂SO₄的混合液溶解处理产生的铜粉末，以制备硫酸铜．已知：
①Cu(s)+2H+(aq)+

1

2

O2(g)=Cu2+(aq)+H2O(l)△H=-221.45kJ?mol-1
②2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)△H=-196.46kJ?mol-1
Cu与H₂O₂和稀H₂SO₄的混合液反应生成Cu²⁺和H₂O的热化学方程式为

H₂O₂（l）+Cu（s）+2H⁺（aq）=Cu²⁺（aq）+2H₂O（l），△H=-319.68kJ/mol

；当有1molH₂O₂参与反应时，转移电子的物质的量为

2

mol．
（2）硫酸工业生产中涉及如下反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）．一定条件下，SO₂的平衡转化率和温度的关系如图所示．该反应的△H

＜

O（填“＞”或“＜”）．反应进行到状态D时，v_正

＞

v_逆（填“＞”、“＜”或“=”）．?
（3）某温度时，将4molSO₂和2molO₂通入2L密闭容器中，10min时反应达到平衡状态，测得SO₃的浓度为1.6mol?L^-1，则0～10min内的平均反应速率v（SO₂）=

0.16mol?L^-1?min^-1

，该温度下反应2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）的平衡常数K=

80

．

Answer 1

分析：（1）根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减构造目标热化学方程式，反应热也乘以相应的系数进行相应的计算；
反应中H₂O₂起氧化剂作用，氧元素由-1价降低为-2价，据此计算转移电子物质的量；
（2）由图可知，温度越高SO₂的转化率越小，即升高温度平衡向逆反应移动；
状态D时的SO₂的转化率为80%，未达到90%，反应向正反应进行；
（3）测得SO₃的浓度为1.6mol?L^-1，由方程式可知△c（SO₂）=△c（SO₃），再根据v=

△c

△t

计算v（SO₂）；
利用三段式计算平衡时各组分的浓度，代入平衡常数表达式计算．

解答：解：（1）已知：①、Cu（s）+2H⁺（aq）+

1

2

O₂（g）=Cu²⁺（aq）+2H₂O（l），故△H=-221.45kJ/mol
②、2H₂O₂（l）=2H₂O（l）+O₂（g），△H=-196.46kJ/mol
由盖斯定律，①+②×

1

2

得：H₂O₂（l）+Cu（s）+2H⁺（aq）=Cu²⁺（aq）+2H₂O（l），故△H=-221.45kJ/mol+（-196.46kJ/mol）×

1

2

=319.68kJ/mol，故热化学方程式为：H₂O₂（l）+Cu（s）+2H⁺（aq）=Cu²⁺（aq）+2H₂O（l），△H=-319.68kJ/mol，
反应中H₂O₂起氧化剂作用，氧元素由-1价降低为-2价，故转移电子物质的量为1mol×[（-1）-（-2）]=2mol，
故答案为：H₂O₂（l）+Cu（s）+2H⁺（aq）=Cu²⁺（aq）+2H₂O（l），△H=-319.68kJ/mol；2；
（2）由图可知，温度越高SO₂的转化率越小，即升高温度平衡向逆反应移动，故正反应是放热反应，即△H＜0；
状态D时的SO₂的转化率为80%，未达到90%，反应向正反应进行，v_正＞v_逆；
故答案为：＜；＞；
（3）测得SO₃的浓度为1.6mol?L^-1，由方程式可知△c（SO₂）=△c（SO₃）=1.6mol?L^-1，故v（SO₂）=

1.6mol/L

10min

=0.16mol?L^-1?min^-1；
利用三段式计算平衡时各组分的浓度，则：
              2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
开始（mol/L）：2        1        0
变化（mol/L）：1.6     0.8      1.6
平衡（mol/L）：0.4     0.2      1.6
故平衡常数k=

1．62

0．42×0.2

=80，
故答案为：0.16mol?L^-1?min^-1；80．

点评：本题考查热化学方程式的书写、化学平衡图象与影响因素、化学反应速率及化学平衡常数的计算等，难度中等，注意基础知识的全面掌握，注意（2）图象中曲线上的各点都是平衡点．